聚氯乙烯配方设计及热性能测试
聚氯乙烯(PVC)型材配方设计和加工工艺
CH ki
Cl
R CH2 CH Cl
2、链增长阶段
H2 C
CH + H2C
Cl
kp
CH Cl
H2 C
CH
CH2
CH （头-尾）
Cl
Cl
H2 C CH
H C
CH2 （头-头）
Cl Cl
湖南师范大学高分子材料研究所
第四节 聚合反应机理及结构
3、链终止阶段
H2C CH + HC CH2
ktc
Cl
Cl
H2C CH Cl
放HCl，形成羰基、共轭双键而变色。
6、化学稳定性 在酸、碱和盐类溶液中较稳定。
7、耐溶剂性 除芳烃（苯、二甲苯）、苯胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、含氯烃（二
氯甲烷、四氯甲烷、氯乙烯）、酮、酯类以外，对水、汽油和酒精均为稳 定。
8、耐磨性 室温下耐磨性能超过硫化橡胶。
湖南师范大学高分子材料研究所
第二节 聚氯乙烯的应用
Cl Cl
残留的引发剂引发链分解反应，形成带有不稳定氯结构的大分子，进 而形成双键；然后，自由基氯原子会进攻最靠近的亚甲基上的氢原子，形 成小分子，并形成新的自由基，使反应继续下去。
湖南师范大学高分子材料研究所
第一节 聚氯乙烯的降解机理
(2) 离子型
Cl Cl Cl Cl
Cl Cl Cl
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
100
200
300
400
500
600
700
2、热性能
Temperature(oC)
85℃以下呈玻璃态，85~175℃呈粘弹态，无明显熔点，175~190℃为熔
融状态，190~200℃属粘流态。脆化点-50~-60℃，软化点75~85℃，玻璃化
实验11-聚氯乙烯复合材料的制备与性能测试
实验11-聚氯乙烯复合材料的制备与性能测试实验11热塑性塑料聚氯乙烯的塑化、压制、成型实验一、实验目的1掌握聚氯乙烯板材压制成型的方法，并进行配方设计、混合和物料的压制；2了解聚氯乙烯板材压制成型过程中所用设备的基本结构及原理；3学会使用高速混合机、双辊混炼机及液压机等设备。
二、实验原理压制法生产硬聚氯乙烯板材是将聚氯乙烯树脂与加工助剂经过固体混合、粉体熔融塑化、压成薄片、在压机中经加热、加压，并在压力下冷却定型而制得的。
用压制法生产的硬板光洁度好，表面平整，厚度和规格可以根据需要选择和制备，是工业生产大型聚氯乙烯板材的一种常用方法。
聚氯乙烯硬板的制作可分为以下几步：1配方的设计配方的设计是树脂成型过程的重要步骤，对于聚氯乙烯树脂尤其重要，为了提高聚氯乙烯的成型性能，材料的热稳定性和获得良好的制品性能并降低成本，必须在聚氯乙烯树脂中配以加工助剂。
聚氯乙烯塑料配方中通常包含以下组份：(1)树脂树脂的性能应满足加工成型和最终制品的性能要求，用于硬质聚氯乙烯塑料的树脂通常其绝对黏度为1.5~1.8mPa·s的悬浮疏松型树脂。
(2)稳定剂稳定剂的加入可防止聚氯乙烯树脂在高温加工过程中发生降解而使性能变坏。
聚氯乙烯配方中所用的稳定剂按化学组成分为四类：铅盐类、金属皂类、有机锡类和环氧脂类。
(3)润滑剂润滑剂的主要作用是防止黏附金属等材料，延迟聚氯乙烯的凝胶作用和降低熔体黏度。
润滑剂可按其作用分为外润滑剂和内润滑剂两大类。
(4)填充剂在聚氯乙烯塑料中添加填充剂可大大降低产品成本和改进制品某些性能，常用的填充剂有碳酸钙、玻璃珠、玻璃纤维等。
(5)改性剂为改善聚氯乙烯树脂作为硬质塑料应用所存在加工性、热稳定性、耐热性和冲击性差的缺点，常常按要求加入抗冲改性剂，主要有以下几类：a冲击性能改性剂用以改进聚氯乙烯的抗冲击性及其低温脆性等，常用的有氯化聚乙烯（CPE）、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）、丙烯酸酯类共聚物（ACR）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）等。
PVC
PVC改性及性能测试刘志敏（烟台大学需按学院，专业：高分子材料与工程，学号201055507230）摘要：单纯的PVC是一种较刚硬的原料，它的熔体粘度大、流动性差，虽具有一般非晶态线性高聚物的热力学状态，但熔融范围窄，对热不稳定，在成型温度下会发生严重的降解，放出氯化氢气体，变色和粘附设备。
所以为了使其易于加工，对PVC进行改性配方设计，通过加入稳定剂（三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡）降低PVC在加工温度下的降解速度，加入润滑剂（石蜡、硬脂酸）防止粘附设备，加入增塑剂（邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯）降低PVC的硬度，使其易于加工，适当的加入填充剂碳酸钙，PVC的加工性和成形性都由明显的提高。
关键词：PVC、稳定剂、润滑剂、增塑剂、填充剂Abstract: a simple raw material is a kind of relatively rigid PVC, its melt viscosity, liquidity is poor, it is generally amorphous thermodynamic state of linear polymer, but narrow melting range, on the thermal instability, serious degradation happens under the molding temperature, release hydrogen chloride gas, discoloration and adhesion equipment. So, in order to make it easy to processing, the PVC modified formula design, by adding stabilizer (three base lead sulfate, dibasic lead phosphate, lead stearate, calcium stearate, barium stearate) reduce the speed of the degradation of PVC in the processing temperature, add lubricant equipment (paraffin wax, stearic acid) to prevent adhesion to join plasticizer (phthalic acid, dibutyl phthalate dioctyl) reduce the hardness of PVC, makes it easy to machining, appropriate adding filler calcium carbonate, the process ability of PVC and formability are obviously improved.Keywords: PVC, stabilizers, lubricants, plasticizer, filler前言PVC为微黄色半透明状，有光泽。
聚氯乙烯塑料配方及加工条件实验
1 配方设计
为了提高聚氯乙烯塑料的成型性能、材料的稳定性，获得良好 的制品性能并降低成本，必须在聚氯乙烯树脂中配以各种助剂： 稳定剂 稳定剂的加入可防止树脂在高温加工过程中发生降解， 聚氯乙烯配方中，稳定剂通常按化学组成可分为四类：铅盐类、 金属皂类、有机锡类和环氧油类。 增塑剂 可增加树脂的可塑性、流动性，使制品具有柔软性。 对于硬质聚氯乙烯制品，一般不加或少加（5%以下），以避免 影响其性能；而软质制品中添加量一般为40-70份。 填充剂 在聚氯乙烯塑料中添加填充剂，可大大降低产品成本， 改进制品的一些性能。常用填充剂有碳酸钙等。 润滑剂 润滑剂的主要作用是防止粘附金属，延迟聚氯乙烯的 凝胶作用，降低熔体粘度，润滑剂可按其作用分为外润滑剂和 内润滑剂。 其它 如：抗冲改性剂、阻燃剂、发泡剂、加工改性剂、着色 剂等。
高分子专业实验
聚氯乙烯塑料配方及加工条件 实验
一、实验目的
1．掌握软、硬聚氯乙烯的混合与塑炼方法； 2．了解聚氯乙烯（PVC）塑料的配方过程，熟悉配方中各组 分的作用； 3．学会使用双辊塑炼机及打“三角包”，了解设备的基本 结构； 4．了解加工条件对制品性能的影响。
实验原理
聚氯乙烯的混合与塑炼是制备PVC半成品的常用方法。将PVC树脂 与各种助剂根据产品性能要求配合后，经过混合塑化，便可得到 一定厚度的的薄片，可用于板材、片材、薄膜等产品的生产，或 用于科学研究。实验中，也可通过测定性能和研究混炼条件对产 品性能的影响。
2 混合
混合过程是使多相不均态的各组分转变为多相均态 的混合过程，常用的混合设备有Z型捏合机和高速混 合机。混合过程中粒子相互扩散和摩擦，导致物料 温度升高，水分逃逸，增塑剂被吸收，物料与组剂 分散均匀。
3.塑炼
PVC配方设计方法
PVC配方设计方法PVC（聚氯乙烯）是一种常用的塑料材料，广泛应用于建筑、电气、汽车和医疗等行业。
PVC的性能取决于其配方，正确的配方设计可以确保PVC材料具有所需的强度、耐热性和耐化学品性等特性。
以下是PVC配方设计的一般方法及其考虑因素。
1.基础材料选择：PVC的基础材料可根据应用需求选择不同种类的树脂。
一般而言，硬质PVC用于制造管道和管件，软质PVC用于制造绝缘材料和地板等。
在选择基础材料时，考虑产品的目标性能和成本效益。
2.添加剂选择：添加剂对PVC的性能起到关键作用。
常用的添加剂包括增塑剂、稳定剂、填充剂和着色剂等。
增塑剂可改善PVC的柔韧性和流动性，稳定剂可提高PVC的耐热性和耐候性。
填充剂和着色剂可以改变PVC的密度和外观属性。
3.添加剂含量：添加剂的含量对PVC性能起到重要影响。
增塑剂和稳定剂的含量应根据所需的柔韧性和耐热性进行调整。
填充剂可以提高PVC 的强度和硬度，但过多的填充剂可能会降低PVC的流动性。
4.配方优化：通过试验和分析，对PVC配方进行优化是确保最佳性能的关键。
可以通过调整添加剂的类型和含量，以及树脂的聚合度和分子量分布等参数来实现优化。
此外，还可以利用共混改性和复合材料技术来改善PVC的性能。
5.工艺条件：配方设计时还需要考虑实际的生产工艺条件，包括混炼温度、压力和时间等。
不同的工艺条件可能会对PVC的分子排列和结晶性产生影响，进而影响最终产品的性能。
6.质量控制：一旦确定了最佳配方，需要建立质量控制体系来确保每批产品的一致性和稳定性。
这包括原料采购的合格评估、配方的准确配料以及生产过程的监控和调整等。
PVC电缆料配方设计
PVC电缆料配方设计及实例电缆料在PVC配方中属于性能要求较高的品种，特别是电绝缘性、耐低温性和耐老化性等都有一定要求。
配方设计时必须考虑这些特殊的要求。
PVC电缆料是由聚氯乙烯树脂、稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、着色剂等组成。
PVC电缆料的耐电压和绝缘电阻比较高，但介电常数和介电损耗较大。
因此，一般主要用作低压（≤1KV）和中高压（6~10KV）电缆的绝缘层。
PVC塑料由于具有难燃、耐油、耐电晕、耐化学腐蚀和良好的耐水性能，因此还广泛用作电线电缆的护层材料。
利用添加特种性能助剂或改性剂，可以分别制造出耐热型（105℃）、耐寒型、耐油型、难燃型、特软型和无毒型的PVC电缆料，以满足特殊电线电缆产品的需要。
PVC电缆料可分为护层级和绝缘级两种。
护层级要求耐热性好，而绝缘级则要求绝缘性好。
各组分选择的要点如下：1、PVC树脂2、增塑剂3、稳定剂盐基性铅盐作主稳定剂4、润滑剂5、填充剂参考配方：（重量份）PVC绝缘级电缆料（1）PVC 100 二碱式亚磷酸 2DOP 20 硬脂酸铅 0.8氯化石蜡 18 硬脂酸钙 0.4M-50 18 碳酸钙 4三碱式硫酸铅 3 煅烧陶土 6（2）低成本PVC 100 DOP 38环氧大豆油 3 氯化石蜡 12三盐基性硫酸铅 5 二盐基性硬脂酸铅 2陶土 10 碳酸钙 10（3）PVC 100 碱式碳酸铅 6DOP 34 硬脂酸钙 142%氯化石蜡 17 双酚A 0.25电气级陶土 10相关性能：硬度（邵氏）91；拉伸强度20MPa；伸长率430%；拉伸强度保持率105%；伸长保持率92%；电线耐温60℃。
（4）DOP 27.5 硬脂酸钙 152%氯化石蜡 27.5 双酚A 0.25电气级陶土 10相关性能：硬度（邵氏）89；拉伸强度20MPa；伸长率420%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率100%；电线耐温60℃。
(5)PVC 100 三碱式硫酸铅 6DIDP 55 硬脂酸钙 1电气级陶土 10 双酚A 0.25相关性能：硬度（邵氏）83；拉伸强度17.2MPa；伸长率390%；拉伸强度保持率104%；伸长保持率117%；电线耐温90℃。
实验一 聚氯乙烯的配方设计和混炼
实验一聚氯乙烯的配方设计和混炼一．实验目的和要求1．掌握聚氯乙烯配方设计的原则和要求2．认识配方中各组分的作用3．正确掌握双辊开炼机的操作，了解设备的基本结构二．实验原理压制法生产聚氯乙烯硬板，是将聚氯乙烯树脂与各种助剂经过混合、混炼、压成薄片、在压片机中经加热、加压，并在压力下冷却成型而制得的，用压制生产的硬板光洁度较好，表面平整，厚度和规格可以根据需要进行选择和制备，是生产大型聚氯乙烯板材的一种常用方法。
聚氯乙烯硬板的制作一般分为以下几步。
1、配方的设计配方的设计是树脂成型过程的重要步骤，对于聚氯乙烯树脂尤其重要，为了提高聚氯乙烯的成型性能，材料的稳定性和获得良好的制品性能并降低成本，必须在聚氯乙烯树脂中配以各种助剂。
硬聚氯乙烯塑料配方通常包含以下组分。
（1）树脂树脂的性能应能满足各种加工成型和最终制品的性能要求，用于硬质聚氯乙烯塑料的树脂通常为绝对黏度1.5-1.8Pa·s的悬浮疏松型树脂。
（2）稳定剂稳定剂的加入可防止聚氯乙烯树脂在高温加工过程中发生降解而使性能变坏，聚氯乙烯配方中所用稳定剂通常按化学组分分成四类：铅盐类、金属皂类、有机锡类和环氧脂类。
（3）润滑剂润滑剂的主要作用是防止粘附金属，延迟聚氯乙烯的凝胶作用和降低熔体黏度，润滑剂可按其作用分为外润滑剂和内润滑剂两大类。
（4）填充剂在聚氯乙烯塑料中添加填充剂，可大大降低产品成本和改进制品某些性能的目的，常用的填充剂有碳酸钙等。
（5）改性剂为改善聚氯乙烯树脂作为硬质塑料应用所存在加工性、热稳定性、耐热性和冲击性差的缺点，常常按要求加入各种改性剂，改性剂主要有以下几类：a、冲击性能改性剂用以改进聚氯乙烯的抗冲击性及低温脆性等，常用的有氯化聚乙烯（CPE）/乙烯－醋酸乙烯共聚物（EV A）、丙烯酸脂类共聚物（ACR）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯接枝共聚物（ABS）及甲基丙烯酸甲脂－丁二烯－苯乙烯接枝共聚物等。
b、加工改性剂其作用只改进材料的加工性能而不会明显降低和损害其他物理性能的物质，常用的加工改性剂如丙烯酸脂类、 －甲基苯乙烯低聚物及丙烯酸和苯乙烯共聚物等。
聚氯乙烯的配方设计及应用
聚氯乙烯的配方设计及应用聚氯乙烯（PVC）是一种重要的合成塑料，在工业和生活中有广泛的应用。
它具有优异的物理性质和化学稳定性，可以通过不同的配方设计制备出具有不同性能的产品。
下面将从配方设计和应用两个方面来介绍聚氯乙烯的相关知识。
首先，聚氯乙烯的配方设计是基于聚合物的成分和性能要求进行的。
通常，聚氯乙烯的配方包括树脂、增塑剂、稳定剂、助剂等几个主要组分。
树脂是聚氯乙烯的主要成分，可以通过乙烯和氯气的共聚反应制备得到。
增塑剂是为了提高PVC 的柔韧性和可延展性，通常使用比PVC更有弹性和可塑性的高分子物质，如邻苯二甲酸酯类（比如DOP、DINP等）。
稳定剂的主要作用是保护PVC在高温或紫外线照射下的性能稳定性，常用的稳定剂有铅盐和锡盐等。
助剂则包括填充剂、增溶剂、着色剂等，用于改善PVC的加工性能和综合性能。
聚氯乙烯树脂是制备PVC制品的基础原料，其结构和分子量对最终产品的性能具有重要影响。
一般来说，高分子量的聚氯乙烯树脂具有更好的强度和硬度，但较低的柔韧性。
而低分子量的聚氯乙烯树脂则具有较好的可塑性和柔韧性，但强度和硬度较低。
因此，在实际应用中，需要根据产品的具体要求选择适当的聚氯乙烯树脂，并根据需要进行相应的配方调整。
聚氯乙烯制品广泛用于建筑材料、电线电缆、包装材料、衬垫、管道等领域。
例如，聚氯乙烯地板具有优异的耐磨、防滑和防水性能，广泛应用于家庭和商业场所的地面装饰。
聚氯乙烯电线电缆具有良好的耐热性和绝缘性能，被广泛用于电力传输和通信领域。
在包装材料方面，聚氯乙烯塑料袋具有良好的透明度和韧性，用于食品和日用品的包装。
此外，由于聚氯乙烯具有耐候性和抗腐蚀性，还可以用于制造化学品容器、水管、污水处理设备等。
除了以上应用，聚氯乙烯还可以通过添加不同的助剂制备出一系列特殊性能的制品。
例如，通过添加阻燃剂可以制备出防火性能较好的聚氯乙烯制品，广泛应用于电子电器、建筑等领域。
另外，通过添加填充剂，可以提高聚氯乙烯制品的机械强度和热稳定性，常用的填充剂有纤维素、碳酸钙等。
PVC电缆料配方设计及实例
PVC电缆料配方设计及实例PVC电缆料是一种广泛用于电子、电力等领域的材料。
通过一定的配方设计，可以制备出具有良好机械性能和化学性能的PVC电缆料。
本文将从配方设计和实例两个方面介绍PVC电缆料的相关内容。
一、PVC电缆料的配方设计1.原材料选择：制备PVC电缆料的原材料主要是聚氯乙烯树脂、塑化剂、稳定剂和润滑剂。
聚氯乙烯是PVC电缆料的主要成分，其质量占PVC电缆料总质量的60%~90%。
常用的PVC 电缆料树脂有三种：质量级高、中、低。
不同级别的树脂的性能和价格也有所不同。
塑化剂是为了使PVC树脂具有可塑性，常用的塑化剂有DOP、DOA、DINP等。
稳定剂是为了使PVC材料在加热、氧化时不分解，主要有有机锡稳定剂、钙锌稳定剂等。
润滑剂则是为了提高PVC电缆料的流动性和容易加工性。
2.配方设计：PVC电缆料的配方设计需要考虑到制品的机械性能和化学性能以及成本因素。
PVC电缆料配方常用的设计方法有实验设计法和统计学方法。
实验设计法是通过实验的方法探究各组分配比对PVC电缆料性能的影响。
而统计学方法则是基于已有大量实验数据，建立回归方程，以此来优化配方。
在设计配方时，需要控制好各组分之间的比例和添加量。
聚氯乙烯树脂的添加量应根据PVC电缆料的用途和性能来确定。
塑化剂的添加量应控制在20%~40%之间，过多或过少都会影响PVC电缆料的性能。
稳定剂的添加量应根据环境温度、加工方法等因素来选定。
润滑剂的添加量应根据合适的流动性来控制。
二、PVC电缆料配方实例下面以一种PVC电缆料的配方为例进行介绍：1. 原材料：K-57聚氯乙烯树脂70%；DOP塑化剂30%；有机锡稳定剂3%；润滑剂1%2. 操作流程：a. 将K-57聚氯乙烯树脂、DOP塑化剂和有机锡稳定剂加入高速搅拌器内混合，控制温度在160℃~165℃。
b. 混合均匀后，加入润滑剂，继续搅拌10分钟。
c. 将已经混合均匀的PVC电缆料放入冷却器中，待冷却至室温即可。
聚氯乙烯塑料配方及加工条件试验
由于使用上的要求有所不同， PVC 塑料可以配制成硬度差异很大的材料。 通常在配方中增塑剂含量在10phr 以内，所得材料硬度较大，而增塑剂在40~ 70phr时所得材料柔软而富于弹性。但如果配方中加入大量的填充料，即使增塑 剂用量较多时，也可成为硬性材料。DOP(邻苯二甲酸二辛酯)用作增塑剂，其极
性较大，与 PVC 有良好的相容性，增塑效率高，少量加入可以大大改善加工性 能而又不致于过多降低材料的硬性。
由于 PVC 树脂受热易分解，在加工过程中容易分解放出 HC1, 因此必须加 入碱性的三盐基硫酸铅和二盐基亚磷酸铅，使 HCI 中和，否则树脂的降解现象 会愈加剧烈。此外，又因PVC 在受热情况下还有其他复杂的化学变化，为此在 配方中还加入硬酯酸盐类化合物，同样起热稳定作用。几种稳定剂同时应用，各 种组分独特效能和它们之间的协同效应，将会使材料在高温等条件下不至于破 坏。添加石蜡等润滑剂，起到降低熔体粘度，利于加工，成型时易脱模等作用。 在PVC 塑料中添加碳酸钙等填充剂，可大大降低产品的成本。
填充软质PVC
PVC
复合稳定 有机锡
剂 (g)
(g)
100
2~3
1
100
2~3
1
丁酯
60 60
CaCO3
30 60
硬 质PVC
PVC
复合稳定剂
(g)
CPE
(g)
石蜡 (g)
100
1
下
0
0.5
100
士
()4
20
0.5
100
4
5 U
30
0.5
填充硬质PVC
PVC
(g)
复合稳定剂 (g)
100
4~5
一种聚氯乙烯材料的制备加工与性能测试
一种聚氯乙烯材料的制备加工与性能测试0 前言PVC是由氯乙烯单体经过加成聚合反应制得的热塑性树脂，目前是五大通用树脂之一。
PVC树脂价格低廉，不易燃，综合性能优异，用它可以制成薄膜，硬管，纤维，人造革，它也是塑料建材的主要原料。
PVC树脂可以被制成软质或硬质制品。
制品的“软”“硬”很大程度上决定于成型配方中增塑剂的含量。
增塑剂是一种加入到材料中以改进它们的加工性、可塑性、拉伸性但不会改变被增塑材料基本化学性质的物质。
加入增塑剂，可以降低PVC 分子链间的作用力，使PVC 塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，提高树脂的可塑性和耐低温性能。
增塑剂改性PVC 主要作用有两点：一是降低PVC 的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度，二是赋予PVC 制品以柔软性、弹性和耐低温性能。
增塑剂按其作用原理和作用方式，可分为内增塑剂和外增塑剂两种［1］。
PVC的增塑机理主要有两种［2］，一种是体积效应，主要是对非极性增塑剂而言，其作用机理是将非极性增塑剂的分子插入树脂的分子链中间，增大分子间的距离，从而削弱分子间的作用力，降低熔体黏度，增加分子链的柔顺性。
此类增塑剂的加入量越多，其体积效应越大。
另一种是屏蔽效应，主要是针对极性增塑剂而言，其作用机理是用极性增塑剂与极性聚合物之间的相互作用代替了聚合物之间的极性引力，从而削弱了分子间的作用力，降低熔体黏度[3] 。
邻苯二甲酸二辛酯（DOP是PVC塑料制品不可缺少的主要增塑剂，它与树脂相容性好，耐各类溶剂，萃取性优良，在聚氯乙烯产品的配方组成中稳定性好。
因此了解增塑剂的用量对PVC材料硬度的影响和变化规律对工业生产有重要意义。
1 实验部分1.1 原料与试剂聚氯乙烯（PVC树脂（P2500,北京化工二厂生产）；邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯（DOP ;硬脂酸钙（CaSt）;硬脂酸锌（ZnSt1.2 设备和器皿设备：XJ-01 型塑料挤出机（吉林大学科教仪器厂；热机分析仪（TMAQ400EM美国TA仪器公司）；电动搅拌器；油浴锅; 万能材料试验机（Instron 3366，英斯特朗公司，美国；电子天平（精确度为0.01g ；器皿：单口圆底烧瓶二个（100ml，250ml ；两口圆底烧瓶一个（100ml ；烧杯三个（50ml.100ml.200ml ；水银温度计一支；玻璃吸管；试剂瓶（磨口，100ml 一个；药匙；1.3 配方将DOP在PVC中的含量分为十个梯度分别标注为p-1至p-10，p-0为基准物，PVC和钙锌复合稳定剂分别为100份和5 份，p-0中DOP的含量为0份，然后每次增加10份，如p-2含量为20份，p-5含量为50份，（每100份实际操作中代表6g, DOP和热稳定剂的实际用量依此类推）。
PVC塑料配方的设计方案
PVC塑料配方的设计方案PVC（聚氯乙烯）是一种常见的塑料材料，具有耐候性、耐化学品腐蚀、机械强度高、电气绝缘性能好等优点，在各个领域得到广泛应用。
PVC塑料的性能和特性，主要由其配方组成的材料组成比例所决定。
因此，设计一个合适的PVC塑料配方是非常重要的。
下面是一个设计PVC塑料配方的方案，供参考：1.原料选择：PVC树脂是PVC塑料的基础材料，可以根据不同的应用需求选择不同牌号的PVC树脂。
此外，还可以选择添加剂，例如增塑剂、稳定剂、填充剂、改性剂、颜料等，根据具体的性能要求进行选取。
2.PVC树脂含量：PVC树脂的含量对塑料制品的硬度和机械性能有很大影响。
一般来说，PVC树脂的含量越高，硬度越高，但韧性和延展性减弱。
因此，在配方中需要根据具体的应用需求，确定PVC树脂的含量。
3.调节剂：增塑剂是PVC塑料中非常重要的添加剂，可以提高塑料的可塑性、柔韧性和抗冲击性能。
常用的增塑剂包括邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、环氧油等。
稳定剂是为了延长PVC塑料的使用寿命，避免自由基引起的降解。
填充剂可以改善塑料的力学性能和成本控制，常用的填充剂有碳酸钙、滑石粉等。
根据具体的要求，选择合适的增塑剂、稳定剂和填充剂进行添加。
4.改性剂：根据需要，可以选择添加改性剂来改善PVC塑料的性能。
例如，增加抗冲击性能的改性剂可以使PVC塑料具有更好的抗冲击性能；增加耐热性的改性剂可以使PVC塑料在高温条件下不易变形或热熔。
5.颜料选择：颜料可以为PVC塑料提供多种颜色选择，根据需求选择合适的颜料进行添加。
6.工艺调节：在PVC塑料的配方设计中，还需要考虑到工艺要求，例如挤出、注塑等生产工艺的要求。
根据具体的生产条件，可调整配方中各组分的比例和特性，以获得最佳的加工性能和成型性能。
在设计PVC塑料配方时，需要综合考虑材料性能要求、应用领域、生产工艺等多方面因素。
因此，配方的设计需要通过实验和试验验证，通过不断优化和调整，才能得出最佳的配方方案。
聚氯乙烯（PVC）的热分析
聚氯乙烯（PVC ）的热分析原则上，聚氯乙烯样品的三种重要性能可用热分析方法来研究。
这三种性能是：•热稳定性•玻璃化温度和形态•凝胶度实践中使用两种热分析方法：热重分析（TGA ）和差示扫描量热分析（DSC ）一、 热重分析（TGA ）热重分析测量样品随温度变化而变化的重量（通常是线性升温速率），有时也测量恒定温度下重量随时间的变化。
通常以相对于样品起始重量的百分比为单位表示（%）。
TGA 对应于时间或温度的一阶导数即DTG 曲线上可以看出，热降解分两步进行：第一步，脱氯化氢，即发生在378°C 前的氯化氢的挥发。
这一步失重为52%。
通常增塑剂或其他添加剂也同时蒸发。
剩余的聚合物在第二步继续降解，直到600°C ，总失重率为78%。
脱氧化氢开始的温度被当作聚氯乙烯热稳定性的度量，它取决于含有添加剂的PVC 的稳定程度，也取决于可能发生的预降解。
在本例中，在DTG 曲线上可观察到“起始值”为254°C 。
热失重测试提供的失重数据完全是非特征性的，对于降解物质的性质不能提供任何信息。
这类信息只有当TGA 仪器通过适当的界面与能够分析气体的设备相联时才能获得。
这种设备可以是带有气体单元的红外光谱仪或质谱仪。
另外一个较低成本的检测方法是用液体吸收分解的气体，然后使用滴定技术。
图1：PVC 降解的TGA 和DTG曲线二、 差示扫描量热分析（DSC）差示扫描量热分析测量样品随温度变化（加热或冷却）而变化的样品与其周边环境的热流，即样品吸收或放出的热量。
加热过程中发生的物理或化学变化伴随着能量的失去或获得，或样品比热的变化。
而这样的变化在测试曲线上显示为峰或台阶。
峰的积分（峰面积）得到转化能或反应热。
图2为同一聚氯乙烯窗框在氮气气氛（70ml/min）中以10°C/min为升温速率测试的DSC 曲线。
四个连续的效应是明显的：•带有松弛峰的玻璃化转变。
这取决于样品的热历史。
PVC配方设计方法
PVC配方设计方法PVC（聚氯乙烯）是一种广泛应用于工业和日常生活中的塑料。
它具有耐化学性、机械强度高、低吸水性、耐腐蚀等优良性能，因此被广泛用于建筑、电气、汽车等领域。
在PVC的生产过程中，配方的设计是非常重要的一步，它直接影响了最终产品的性能和质量。
下面将介绍一种常用的PVC配方设计方法。
1.确定产品要求：在开始配方设计之前，首先需要确定产品的使用要求。
这包括产品的机械强度、耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性等性能指标。
2.确定PVC树脂：选择合适的PVC树脂是配方设计的重要一步。
不同牌号的PVC树脂具有不同的特性，比如分子量、分子量分布、熔流率等。
根据产品要求，选择适合的PVC树脂。
3.添加增塑剂：PVC本身是一种硬质塑料，为了增加其柔韧性，可以添加适量的增塑剂。
增塑剂可使PVC树脂分子间产生滑移，从而提高PVC的柔韧性和可加工性。
增塑剂的选择应综合考虑产品的柔韧性、耐热性和耐候性等要求。
4.添加稳定剂：PVC在加工和使用过程中容易受到热氧化和光分解的影响，导致降解和失去性能。
为了提高PVC的耐热性和耐候性，可以添加适量的稳定剂。
稳定剂可以阻止或延缓PVC的降解反应，保证产品的使用寿命和性能稳定性。
5.添加填料和增强剂：根据产品要求，可以添加适量的填料和增强剂，以改善PVC的力学性能。
填料可以增加PVC的硬度和强度，降低成本。
常用的填料包括钙碳酸盐、滑石粉等。
增强剂如玻璃纤维、碳纤维等可以提高PVC的强度和刚度。
6.添加润滑剂和流动助剂：为了提高PVC的加工性能，可以添加适量的润滑剂和流动助剂。
润滑剂可以减少PVC树脂颗粒间的摩擦，提高流动性，以便于加工成型。
流动助剂可使PVC树脂更容易流动，提高产品的表面质量。
7.添加色母粒：根据产品的需求，可以添加适量的色母粒，以使PVC 产品具有所需的颜色和外观。
8.混合和加工：将上述配方中的各种成分按照一定的比例混合均匀，然后通过挤出、注塑等加工工艺进行成型。
聚氯乙烯的热分析测试
聚氯乙烯的热分析测试TA measurements on polyvinyl chloride样品未增塑PVC Trosiplast 3255的注射成型板材Cl-CH2-CH-n 条件测试仪器： DSC，TGA坩埚： DSC： 40μl标准铝坩埚，钻孔盖TGA：70μl氧化铝坩埚，无盖样品制备：从板材上切下小片DSC测试：以10 K/min从30加热至120°C，在自动进样器上骤冷第二轮以10 K/min从30°C加热至300°CTGA测试：以10 K/min从30°C加热至300°C气氛：氮气，50 cm3/min计算玻璃化温度，起始点，第一轮，°C 68.8玻璃化温度，起始点，第二轮，°C 72.5DSC分解起始点，°C 250.0TGA分解起始点，°C 281.0DTG分解起始点，°C 242.0所有的起始点都基于拐切线。
解释第一轮DSC曲线显示典型的不连续性。
它们是由于应力释放和焓松弛造成的。
通常第二轮得到没有任何干扰的玻璃化转变。
在大约200°C以上，热降解通常开始，DSC上为放热峰，TGA测到的始终为由于HCl生成导致的失重。
HCl会侵蚀测试池。
用氮气吹扫测试池是防止损坏的防范措施。
如果只研究分解的开始，则可以中断温度程序，将仪器冷却下来。
为了比较，第一个分解峰被计算作为起始点。
放热分解部分是由HCl与铝坩埚的化学反应造成的。
结论 PVC是对热敏感的聚合物。
它分解生成HCl。
典型特征是玻璃化转变温度和降解开始温度(它是对热稳定性的量度)。
PVC measured by DSC and TGASample Unplasticized PVC, Trosiplast 3255 injection-molded sheet materialConditions Measuring cell:DSC,TGAPan:DSC: Aluminum standard 40 μl, pierced lidTGA: Alumina 70 μl without lidSample preparation:Disk cut off sheetDSC measurement:Heating from 30 to 120 °C at 10 K/min, quench-cooled in thesample changerSecond run from 30 to 300 °C at 10 K/minTGA measurement:Heating from 30 to 300 °C at 10 K/minAtmosphere:Nitrogen, 50 cm3/minEvaluationGlass temperature, onset, first run in °C 68.8Glass temperature, onset, second run in °C 72.5Decomposition onset DSC in °C 250.0Decomposition onset TGA in °C 281.0Decomposition onset DTG in °C 242.0All onsets are based on the inflectional tangents.InterpretationThe first DSC curve shows typical discontinuities. They are caused by stress re-lief andenthalpy relaxation. Usually the second run gives glass transitions free of anydisturbances.Above about 200 °C, thermal degradation often begins in the DSC with an exo-thermalpeak and always with weight loss due to the formation of HCl, measured by TGA. The HClcould attack the measuring cell. Purging the cell with nitrogen is a countermeasure toprevent damage. If only the beginning of decomposition is to be studied, the temperatureprogram can be interrupted and the cell cooled down. The first decomposition peak isevaluated as onset for comparison pur-poses.Part of the exothermal decomposition is caused by the chemical reaction of the HCl withthe aluminum pan.ConclusionPVC is a polymer that is sensitive to heat. It decomposes with the formation of HCl.The characteristic features are the glass transition temperature and the temperature atwhich degradation begins (which is a measure of its stability toward heat).。
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聚氯乙烯配方设计及热性能测试姓名（烟台大学化学化工学院，高分子材料与工程，学号）摘要：聚氯乙烯(PVC)是综合性能优良的通用塑料,熔融温度较高，熔体黏度大，流动性差，对热不稳定，因此在成型过程中加入适当的添加剂，改善其成型工艺性能。
本实验研究不同助剂及用量对纯PVC性能的影响，通过模压成型制成PVC板材，制备成不同的样条，并测定其维卡软化温度。
关键词：PVC树脂；改性配方；维卡软化温度；热性能前言PVC由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。
是氯乙烯的均聚物。
氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。
PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。
工业生产的PVC分子量一般在5万～12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加。
无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态。
PVC大分子链中还含有强极性的氯原子，导致分子间作用力较大，从而提高了PVC 的力学、刚性和硬度，有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5～10kJ/m2，并且在一定程度随分子量的增大而提高，随温度的升高而降低，随增塑剂含量的增大而下降。
有优异的介电性能。
但对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
PVC很坚硬，溶解性也很差，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。
聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽，密度为1.35～1.45g/m3，常有悬浮疏松型和悬浮紧密型。
透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯通常增塑剂的含量在0～5%（以PVC树脂为100%计）为硬质，在6～25%为半硬质，25%以上为软质。
软制品柔而韧，手感黏，硬质品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在曲折处会出现白化现象。
与此同时，聚氯乙烯制品的软硬程度也与其他助剂的种类和数量息息相关。
是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。
不同型号的PVC树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了，严格说来是PVC改性配方，而PVC只有经过改性才能使用。
这一类常被归类为高分子改性材料。
高分子材料改性主要围绕通用塑料的高性能化、单组分材料向多组分材料复合材料转变（合金、共混、复合）、赋予材料功能化、优化性能与价格等方面的研究。
改性方法主要是化学改性、填充改性、增强改性、共混改性以及纳米复合改性。
改性基本原理就是通过添加物赋予材料功能或者提高某些性能。
本实验是通过聚氯乙烯添加不同分数的增塑剂和不用量的填料研究其制品的软硬程度。
1、实验研究1.1PVC配方设计的原则设计配方的原则是根据使用要求，根据我国已经制定了各类标准进行成分设计。
（1）PVC树脂为了获得迅速与均匀的塑化，应该采用悬浮法疏松型树脂，为了保证材的质量，减少次品率，树脂的来源要稳定。
（2）稳定剂目前国内采用的主要热稳定剂为：三碱式硫酸铅与二碱式铅盐,金属皂类并用、复合铅盐稳定剂、稀土复合稳定剂、有机锡稳定剂（3）填料1)加工改性剂：普通管材可以少用或不用；波纹管和薄壁管多用.2)冲击改性剂：比型材用量少,两方面原因:1.性能,耐低温,拉伸强度2.成本3)其他助剂：颜色：钛白用量,型材作为耐老化剂来使用,必须用.硬PVC管的配方中主要是色素，主要是钛白粉或炭黑，可依管材外观要求选用。
（4）外润滑剂与稳定剂的匹配设计1）根据稳定剂选择与之匹配的外润滑剂铅盐稳定剂与PVC树脂相容性差，仅附在PVC粒子表面，阻碍了PVC粒子间的融合，通常采用硬脂酸铅-硬脂酸钙外润滑剂与之匹配。
2）外润滑剂的用量当使用抗冲击增韧改性剂时，由于熔体粘度大，粘附到金属表面的可能性就大，往往需要增加外润滑剂的用量；用同一种设备挤出的薄壁管比同一规格的厚壁管所需的外润滑剂要多。
当加工温度高时，熔体粘附金属表面的倾向大，所加入的外润滑剂就多。
2、实验原料及设备2.2.1实验原料PVC树脂；三盐基硫酸铅、二盐基硫酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙；硬脂酸；碳酸钙；邻苯二甲酸二辛脂（DOP）以及邻苯二甲酸二丁酯（DBP）等。
2.2.2实验设备S(X)K-160双辊开炼机，GRH-10D型高速加热混合机，KLP-D/Q400×400×2E平板硫化机，WZY-240万能制样机，XWB-300F热变形、维卡软化点温度测定仪2.3配方设计根据软硬两种材料的不同需求，设计配方如下表：表1硬质PVC配方（质量份数）PVC硬脂酸三盐二盐PbSt BaSt偶联剂CaCO3 11000.421110.510 21000.421110.520 31000.421110.530表2软质PVC配方（质量份数）PVC DOP+DBP(2:1)硬脂酸三盐二盐PbSt BaSt偶联剂CaCO3 1100100.421110.520 2100200.421110.520 3100300.421110.5202.4工艺过程（1）配料：按照实验配方设计，称量树脂及各种助剂，配料总量在300g左右；（2）混合：将高速混合机清扫干净后关闭釜盖和出料阀，在出口接上接料用塑料袋，开机空转，调节转速至1500r/min，将称量好的PVC树脂及辅料依次倒入混合器中，盖上釜盖，按启动按钮，混合约2min后出料，清理高速混合机；（3）塑炼：将双辊开炼机开机空转，检查紧急刹车及其他装置无异，打开升温系统加热前后两辊，用弓形表面温度计测量辊筒温度并使其稳定在设定温度，将辊距调至0.5～1mm 范围内，将混合料投入两辊缝隙中使其包辊，经5min翻炼后将辊距调至1mm下片；（4）压制：将塑炼好的PVC薄片按模框大小剪成片材，放在100～200℃的烘箱内预热10min，将250kN平板硫化机加热，控制上下板温度，调节工作压力，模具在压制温度下预热10min，将预热好的片材每4～5片叠放至4mm厚的模具内，置入主平板中央，在压机上预热10min后开动压机加压，使压力表指针指示到所需工作压力，经2～7次卸压放气后在工作压力下设定压制时间，然后迅速去掉平板间的压力，将模具取出放在450kN的压机上，在油压为10MPa下冷压，后卸掉压机压力，取出模具，开模取出制品并清理模具。
2.5制备标准样条高分子加工工程实验实验试样获取途径有四个：直接从塑料制品上截取试样、直接从树脂取样、直接注射成型标准试样、间接从压制板材上切取试样。
我们采用第四种方法，运用WZY-240万能制样机，利用其结构的三大部分：削哑铃及平面部分，切割部分，铣缺口部分制出用于冲击、拉伸、氧指数、热性能等试验用标准试样2.6性能测试试样厚度为3～6mm，宽和长至少为10mm 10mm,或直径大于10mm。
1.4.3实验操作试样装好后，打开升温档；打开搅拌；选择升温速度（50℃/h）；在搅拌情况下，升温5min；调节温度调节钮，使指示灯出现暗红色即可（注意不得使继电器发出声音）；调节好后，正常进行实验；记下压入1mm时的温度。
将制得的试样装入热变形、维卡软化点温度测定仪并施加载荷后，打开升温档，打开搅拌，设定升温速度，在搅拌情况下升温5min，调节温度调节按钮使指示灯出现暗红色（继电器不得发出声音），进行试验，记下压入1mm时的时间和温度。
按上述操作可测得SPVC和HPVC维卡软化点温度如下图：图一软质PVC的形变-温度曲线图二硬质PVC的形变-温度曲线注：红色-配方1绿色-配方2黄色-配方33、数据分析3.1增塑剂对软质PVC性能的影响由图一我们可以清楚地看出在配方1添加增塑剂的含量为10份的维卡软化点温度最高，配方2添加增塑剂的含量为20份的维卡软化点温度次之，配方3添加增塑剂的含量为30份的维卡软化点温度最低。
查阅相关资料知，外增塑剂绝大多数是酯类有机化合物，其分子上得极性基团可与PVC上得氯原子相互吸引，减少了PVC分子间的相互作用，减少物理交联点。
此外，增塑剂的分子比PVC要小很多，活动较容易，增加了PVC分子链段活动的空间，从而使PVC的Tg下降，塑性增加。
因此，实验结果是正确的。
所以根据实验数据我们看出配方3的柔韧性最好，配方2的柔韧性其次，配方1的柔韧性最差，说明添加增塑剂可增加材料的柔韧性，随着添加增塑剂含量的增加，聚氯乙烯制品柔韧性越好。
3.2碳酸钙对硬质PVC的影响由图二我们可以看出配方1中添加CaCO3为10份维卡软化点温度最低，配方2中添加CaCO3为20份的维卡软化点温度次之，配方3中添加CaCO3为30份的维卡软化点温度最高。
根据维卡软化点温度不同我们可以得出：配方3制品的硬度最高，配方2制品的硬度次之，配方1制品的硬度最低。
填充碳酸钙会提高塑料制品的硬度和刚度，力学性能增强，而且比较其他小组实验结果也可得出此结论。
在本次实验中，可以得出填充剂可以增加材料的强度，随着填充材料碳酸钙的含量增加，聚氯乙烯制品的硬度也随着增强。
4结论通过本次试验，我们总结出添加增塑剂可增加材料的柔韧性，随着添加增塑剂含量的增加，聚氯乙烯制品柔韧性越好。
填充剂可以增加材料的强度，随着填充材料碳酸钙的含量增加，聚氯乙烯制品的硬度也随着增强。
实验不足之处：本次实验压制成型时得到的软聚氯乙烯的制品，有的部分凹陷，表面相对光滑；得到的硬聚氯乙烯的制品表面有一面凹陷较多，颜色有点发红。
查阅相关资料以及和老师讨论，影响的最主要的原因是我们最后一组做的硬质聚氯乙烯，每一组每次做实验都没有清理模具，对材料的性能有影响。
我希望在以后在研究时每一个配方可以多做几组，选择制品最好的进行性能测试；还可以进一步研究不同的增塑剂对制品柔软性的影响，研究不同的填充剂对制品硬度的影响。
随着社会的不断发展，市场的需求也在不断地变化，对PVC材料的性能也有了不同的要求。
我们可以根据市场的要求不断地改变材料的性能，不断提高材料的性能甚至可以发展复合材料来满足人们的要求。
聚氯乙烯树脂行业属于基础型和能源密集型产业，聚氯乙烯树脂在一定程度上增加了聚氯乙烯树脂市场价格波动的不确定性。
展望今后几年，我国聚氯乙烯树脂行业仍将处于一个较为艰难的整合期，将有多种因素影响到我国未来聚氯乙烯树脂的发展。
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